王繼紅 張 煒 邢 輝
(1、2.鄖西縣水利水電勘測設(shè)計院,湖北 十堰 442699;3.十堰市水文水資源勘測局,湖北 十堰 442099)
水利工程是重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一,對于社會經(jīng)濟發(fā)展有著重要作用,城市居民的生活用水問題及農(nóng)業(yè)用水問題的解決與水利工程建設(shè)有著密切聯(lián)系。我國雖然水資源豐富,但是由于我國人口數(shù)量眾多,因而人均水資源占有量較低,由此可見,水利工程建設(shè)對于社會生產(chǎn)生活有著重要作用。在水利工程建設(shè)中,堤壩的防滲加固是最關(guān)鍵的問題,這也在很大程度上提高了水利工程建設(shè)質(zhì)量,因而應(yīng)用水利工程堤壩的防滲加固技術(shù),對于水利工程作用的發(fā)揮有著重要意義。
滲漏是水利工程建設(shè)中常見問題之一,如果沒有及時采取措施解決滲漏問題,那么將會引發(fā)許多更為嚴(yán)重的問題,例如:水資源浪費、縮短水庫使用壽命、降低水壩質(zhì)量,給河流下游居民的生活帶來許多不便,甚至嚴(yán)重威脅到生命財產(chǎn)安全。因此,在水利工程建設(shè)過程中,必須要充分利用防滲加固改造技術(shù),嚴(yán)格控制水利工程建設(shè)過程,只有這樣,才能夠保障水利工程的功能得到實現(xiàn),切實提高水庫質(zhì)量并延長水庫的使用壽命。由于各地地形地勢都存在較大差異,因此,許多因素都會影響到水利工程的質(zhì)量,因此必須要利用防滲加固改造技術(shù)來保障堤壩質(zhì)量。
堤壩防滲技術(shù)主要用于解決滲透、岸堤滑坡、管涌、接觸沖刷及流土破壞等問題,要想解決這類問題,必須要根據(jù)情況進行分析:堤壩自身問題的產(chǎn)生,主要是由于堤壩本身結(jié)構(gòu)的差異性,施工過程中物質(zhì)中所含成分的不同,這些都會帶來脫坡、漏洞等問題;其次,堤壩上壩身與基地接觸位置質(zhì)量問題的出現(xiàn)會導(dǎo)致堤壩發(fā)生滲漏現(xiàn)象,這是由于堤壩自身質(zhì)量存在安全隱患。在水利工程建設(shè)施工中,必須要先處理好堤身存在的質(zhì)量問題及隱患,在施工技術(shù)方面,要能夠?qū)⒎罎B墻施工作為建設(shè)重點,與此同時,還要綜合使用其他技術(shù)加以配合,從而確保達到應(yīng)有的效果。施工人員還可以通過加高堤身或重新修建堤身的方式來處理。另外,要綜合考慮工程造價,施工企業(yè)一般使用薄墻或廉價材料,這雖然能夠有效控制成本,但是會降低工程質(zhì)量。最后,對于含砂石量較高的地層,必須要采用沖擊鉆并配合其他開槽方式,這樣雖然會在一定程度上增加建設(shè)成本,但是會有效保障工程質(zhì)量。
在堤壩防滲加固改造過程中,需要根據(jù)水壩的不同部位采用不同的施工方法:對于壩體、壩基的漏洞和縫隙,可以通過灌漿加固來形成防滲體,這種方法一般適用于漿砌石重力壩。對于壩上游面,可以通過固結(jié)灌漿來堵塞漏洞及縫隙,從而進一步加固壩體、提高其防滲性能及壩體的承載能力。對于壩下游面,可以使用追蹤固結(jié)灌漿法,對于下游壩面出現(xiàn)漏水的位置,可以通過埋注漿管來灌漿,從而有效堵塞漏水的空洞及裂縫,達到提高壩面堅固性及抗沖刷性的目的。這種灌漿工藝主要適用于拱壩于支墩壩工程,在使用前需要確保壩前無水,然后進行剔縫處理,接著利用高標(biāo)號水泥砂漿或干硬性預(yù)縮水泥砂漿來進行勾縫處理,這樣能夠有效提高壩面的防滲漏性、穩(wěn)定性及抗沖刷性,這種方法又被成為“前堵、中截、后追蹤”灌漿治漏加固法。目前,我國堤壩防滲一般采用灌漿或防滲墻技術(shù)來解決堤壩存在的滲透問題,利用防滑樁或壓重等來提高堤壩的抗滑穩(wěn)定性?;绿幚磔^為復(fù)雜,最好的方法是提高土體強度指標(biāo)或降低壩體的浸潤線。處理壩基滲漏問題一般要遵循上游“鋪、截、堵”的原則(修建鋪蓋、防滲墻和帷幕灌漿等來降低滲漏量),下游“導(dǎo)、減、排”的原則(修建導(dǎo)滲反濾體、排水溝或減壓井等來降低揚壓力)。
3.2.1 混凝土防滲墻技術(shù)
該技術(shù)主要有四類:(一)自凝灰漿防滲墻,該技術(shù)建立在塑性混凝土墻的基礎(chǔ)上,按照一定比例來配制水泥、膨潤土及緩凝劑,將其配制為自凝灰漿,自凝灰漿可充當(dāng)造孔中的固壁泥漿,當(dāng)其凝固后會形成墻體并達到防滲加固的目的。(二)高壓噴射防滲墻,即利用高壓射流來擾亂壩基的覆蓋層,然后將水泥漿灌進去,這樣能夠使?jié){液與被灌地層土顆粒充分混合起來,從而形成防滲墻。(三)垂直鋪塑,即利用鏈斗式挖槽機的鏈條與鏈斗來持續(xù)挖掘出渣,然后用泥漿固壁,成槽后立即輔上一層防滲薄膜并填上粘土,垂直鋪塑法一般適用于砂壤土層,施工效率較快。(四)水泥土攪拌樁防滲墻,即利用深層攪拌樁機將水泥漿噴入土體內(nèi),然后充分?jǐn)嚢?,保證水泥與土體完全混合,水泥經(jīng)過一系列反應(yīng)會硬結(jié)成墻,達到防滲加固的目的,適用于細(xì)粒料的土砂層及礫石含量較少的砂礫石層。
3.2.2 劈裂式帷幕灌漿法
該技術(shù)一般適用于堤身的防滲加固,根據(jù)堤壩的曲直情況,利用淺孔輕便鉆機,以直線布孔或梅花形布孔的形式,沿著堤壩軸線,從堤頂距離堤外 1.5m 處鉆孔,孔距為三米,然后根據(jù)堤身的實際情況來確定鉆深,鉆深一般以鉆透堤身填土為宜。在灌漿時,需要以由下至上、少灌多復(fù)為原則,這樣能夠避免在灌漿過程中出現(xiàn)冒漿、滑坡、串漿、隆起等質(zhì)量問題,確保灌入的泥漿沿著堤軸形成帷幕,從而有效提高堤身質(zhì)量、避免滲漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。
3.2.3 低壓速凝式灌漿法
該技術(shù)主要適用于高危水位下?lián)岆U堵塞管涌,即根據(jù)管涌處的地質(zhì)情況來選用合適的鉆機進行鉆孔(30 型鉆機或 50 型鉆機),然后向孔內(nèi)注入黃豆等浸水會膨脹的物體,這樣能夠有效加大管涌內(nèi)阻力,降低管涌內(nèi)的水流速度,避免水泥漿溢出,然后再將壓力控制在49kPa 以內(nèi),緩慢灌入摻加了速凝劑的水泥漿,這樣有助于加快水泥漿的凝固速度并堵塞管涌。
3.2.4 高壓填充式灌漿法
該技術(shù)一般適用于堤基基礎(chǔ),也適用于堵塞堤身的蟻穴或溶洞。在對堤基基礎(chǔ)進行灌漿時,必須要先使用 50m 工程鉆機在從堤頂鉆孔,孔距控制在1.5~2.0m的范圍內(nèi),灌漿壓力一般控制為 127.40~166.60kPa,套管要深入到填土層,這樣能夠保障堤身的干燥,當(dāng)水泥漿從基礎(chǔ)部分提升到土層后,立即用黃泥漿進行封孔處理。這種灌漿法一般用于治理因基礎(chǔ)質(zhì)量問題而造成的管涌。當(dāng)用于填塞蟻穴或溶洞時,可以使用30 型鉆機在其周圍布孔,然后逐漸灌入泥漿,直到填滿為止。
3.2.5 土石壩坡面生態(tài)護坡
土石壩坡面生態(tài)護坡技術(shù)主要用于保持水土,加固堤坡。即通過種植植物來吸收并蒸發(fā)坡體內(nèi)水分,降低土體孔隙的水壓力,從而增強土體的抗剪強度,發(fā)揮邊坡體的穩(wěn)定根的錨固作用。植物的垂直根系能夠深入坡體表層的松散風(fēng)化帶至深處較穩(wěn)定的巖土層上,從而達到預(yù)應(yīng)力錨桿的作用。湖北省某中型水庫,控制流域面積110km2,大壩為均質(zhì)土壩,原護坡材料為亂石,由于年久失修,坡面沖刷破壞嚴(yán)重,在使用土石壩坡面生態(tài)護坡技術(shù)后,該堤壩的防滲性能得到極大提升。
綜上所述,水利工程建設(shè)直接關(guān)系到社會經(jīng)濟發(fā)展,直接影響到人們的日常生活,水利工程能夠為人們的生活帶來極大的便利,但是一旦水利工程出現(xiàn)質(zhì)量問題,不但會影響到社會生產(chǎn)及人們的日常生活,還會給人們的生命財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重?fù)p失。因此,必須要在水利工程修建過程中,充分利用堤壩防滲加固改造技術(shù),切實提高堤壩質(zhì)量,避免問題的出現(xiàn)。
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